Брикет для модифицирования чугуна Советский патент 1989 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочных чугунов.

Наиболее близким к предлагаемому является брикет для модифицирования чугуна следующего химическо- го состава, мас.%:

Силикобарий10-20

Железо-кремний- -магНИИ-кальциевая лигатура35-55

Стальная дробь20-30

АлюминийОстальное

Расход брикетов составляет 1,8% от массы расплава. При модифицировании чугуна, содержащего, мас.%: углерод 3,5-3,7; кремний 2,1-2,3; марганец 0,5-0,6; сера 0,05-0,10; фосфор 0,10-0,14; известный модификатор обеспечивает в отливках следующие механические свойства: предел прочности при растяжении 350 - 446 МПа; относительное удлинение 0,5-4,9%. Форма графита в чугуне преимущественно вермикулярная, содержание шаровидных включений графита до 30%, количество графитных включений до 80 на 1 см. Недостатком этого брикета является нестабильность структуры и свойств обрабатываемого чугуна в отливках.

Цель изобретения - повышение количества графитных включений и упру- гопластических свойств чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что брикет для модифицирования чугуна, содержапшй силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминии, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при елеСП

о

СП

;о

sj

00

дующем соотпошспип компопситов, мас.%:

5-16

Силикобарий Жалезо-кремни - -мгг1Ч1И11-калыц1С11ая лигатура35-55

Карбиды 1фе.мш1я13-18

Бориды иттрия3-10

Стальная дробь2-10

Цинк3-7

VnioMiiniii3-20

Дополггителъиое введение карбида iq GMiniH упрличивает графитизирую- щую и стабилизирующую способность брикета, повышает трешд1юсто; 1кость, KojHi4ecT jo гра|1 итов1лх вганочспи и иластичисст ь чугуна,

t Карбь:д:л 1;ремппя вносят Е расилап акти1лп.;а .-зародыши к ристал.лизании (Sic) , являюшиеся усто11чивым при г.гтитсльно;1 лзъщсржке раснла .а при те иоратурах до и снособствую- i ljic И31-(::льчению структуры -. При этом к. 1, ре1.. ния 11Псходуется на раскислен- i чугунь и чacти нcэ диссоци- j- iycT ,)1С Si + С), образуя актии iti ii Г1);1 :)| тиза1Ц1И, сиособству - И - МП: 1 Ч1;;ифи111грую1;1е141 Э(1к1)е1сга и :ionbij:icHir;o унруг онластиче- i iix сноиг п чугуна. Карбид 1ч1)ем111гя ;Ч |чадае 1 Ciu Н: i; ,-:coj oi гр11 :|;ити иру- ic i ijio, чем фср1;1-силип,ии I o г-юдифидируюшег: 1 лия я Полес 7УИ1Т1 Л -иое; ;. Я 1 ОВ1Л::Ч.:Н- ДИС: у ры, ЧlJИ r,oii:;(H pa

Ц I 3 ПС , / их

i)4i. cTpyiei ypiiU Hlu ieKT и у HP у I пн. .;- нед,о :таточно, j;opxHnii ппод.ел к нд нтрпнии Kaptiii- дои iqHiiHUiH (lo мае./О обусловлен снижением л:ид чО-;-е учести и J piitiuni - cToilKoi: I при более высоких конн;Ч1- , что стабплыь 1 ь у ругонл стических г войстн .

Пориды снособстпуют из- маиьчен1Г1и и гетерог еииза1ЦИ струк- м уры чугуна ,и ,)едотвращагот обпа зова- iuie I paii iiTa аномапьнсч и обе- сненивают ионь : 1ение унарной вязко- с Г и, тр1л):1ипосто 1кост и гтластиче- CKIIX смойста. При содегыпг гч боридоз 3 ,/ их iia и сиси ства чугуна стгазьл- | ;141ггс лт,1;о, а при ко1тн,си лмгете их более 1П /ас,% ; .;ичество ч ivrviu

.,en ci;;;ccL i ; i:iH t- HiU ; м ИИ ij cvixp;i : Яе I

Вр . , MirJL Onr:

Н .. ik;c . И i; ri y.;

11И1 ;;рб1 Д( ; КР

1 Л 1Янме iia п--.. мэди;11ид1;ру:с|-г 1; сч И геские свсику

нттрчл л

СТруКТх-п

ваечт; н тра.нии

уве.т;ИЧ:- i:

5059784

неметаллических включений по грани- да;; зерен и снижаются уиругопласти- ческие свойства.

В отличие от механизмов действия карбидов кремния и боридоп иттрня, созданлщлх дополнительные центры кристаллизации и обеспечивающих при нринятых в брикете их концентрациях Q графитизирующее влиягие на чугун, цинк оказывает отбеливающее влия- luie, является поверхностно-активным модификатором, обеспечивающим в процессе кристалл 1зации чугуна об- 15 разование па иоверхности неметаллических В1шючений и кристаллов тон-

ких нленок, что огрсинил1зает их рекп , сш1жает склонность немегалли- чсслуи.х включений к коагуляции и поныпгает д/лсп1.рсность структуры. При гоондентра 1,11И с бршхсте более 7 маСо% глинка н .илллается отбол чугуна и c;ni:«/iuiTi: улругс - л пстилесю г- саой- cTi a. При (TCVI уи;илиг;аетси его вза- ,еГч;твио с T.,ai l., ка„льци;ем,ба- iJiiiriM, что сии к:1ет компактность гра- (и а и увеличивает содержание неме- таллическнх включений в чугуне. При год.ер жании iijiHKa менее 3% пони- нластические свойства чугуна. Л вомини в количестве 3-20 мас.% ecu-.тава оказывает ра.скисля - ю. пео и рафитизирую1цее влияния, i iu:i;o6cTByeT повы;иению технологиче- 1.:кл:.; li унругон.ластических свойств чу-;уна. Его г ондентрадия нринята от еол, в брикете 3 мас.%, с ко- тс рого начинают сказьгзаться его рас- icHc:nt r)u;ee и модифи1у рую1.иее влияния г лньш. аюто унругопластические с, rcbiv;T)j;i . 1:;ерхний предал ко}п;ентра - чг11о ч п;лл в брикете ограничен

,д гр;к;ип ем (20 мае,. %), выше кото- i)(ro усил1к 5ается ггленкообразование, и. u-ii. rauTcjf нористость, снмлсаются о;; О}1одлость структуры и унруго- .. :тич1еские свойства lyryHa в отливках .

Силикобари в модифищ1руюш,ем брикете повышает количество графитных цключе п-1Й, технологические и ме- ханическ 1е свойства, трещппостой- кость, снижает остаточные терьише- ские напряжения чугуна в отливках, способствуя г Овьп11е1П1ю унругоиласти- ческих свойств чугуна. Но при повышении концентращп силикобария более 16% увеличивается содержание

неметаллических включений и снижаются упругогшастические свойства. А при концентрации силикобария до 5% количество графитных включений и механические свойства чугуна низкие.

Стальная дробь снижает количество графитовых включений в чугуне и его пластические свойства, поэтому ее содержание ограничено концентрацией в брикете 10%, зр)Ш1е которой снижаются упругопластические свойства чугуна в отливках.

Лигатура }ККМК в количестве 35-55 оказывает сфероидизирующее влияние на графитовые включения, повышает их количество и упругопластические свойства чугуна. При концентрации лигатуры /ККМК в брикете до 35% мо- дифищрую1ций эффект и упругопластические свойства низкие, а при концентрации ее более 55% увеличивается пироэффект и снижается однородность структуры и свойств чугуна в отливках.

При раздельном и последовательно введении компонентов модификатора в чугун снижаются их усвояемость, стабильность получаемой структуры и упругопластическпх свойств чугуна в отливках.

При проведении испытаний используют брикеты предлагаемого состава в виде плиток 50x30x20 мм, полученные из измельченных и перемешанных исходных материалов фракций от 50 мк до 2 мм, полученных гидростатически прессованием на прессах при удельных давлениях 450-500 МН/м. Брикет присаживают на дно литейного ковша емкостью 1,5 т в количестве 0,28% от массы заливаемого чугуна. Продолжительность вьщержки чугуна для получения стабильных результатов 0,5-1 мин.

Опытные плавки чугунов проводят в индукционных печах с использованием чугунного и стального лома, литейных чугунов, карбюризатора и ферросплавов. Выпуск гугуна в литейный ковш емкост17Ю 1,5 т проводят при 1400-1450 С. На дно ковша присаживают брикеты для модифицирования чугуна в количестве 0,28% от массы расплава. Продолжительность выдержки чугуна в ковше 0,5-1 мин. Заливку модифицированного распла а производят в песча

но-глинистые формы отливок и технологических проб.

В табл.1 приведены химические составы брикетов для модифицирования чугунов опытных плавок.

В табл.2 представлены механические и SKcmiyaTatijiOHHbie свойства модифицированных чугунов опытных плавок.

При использовании предлагаемого брикета для модифицирования составов 2, 3 и 4 форма графита в чугу- нах преимущественно шаровидная (85-90%), а при использовании брикета состава 1 - sepMHKyjbqpHaH (70%) и шаровидная (до 30%).

Производят ковшевую обработку брикетами для модифицирования чугунов, содержащих, мас.%: углерод 2,9-3,1; кремний 1,7-1,9; марганец 0,3-0,5; хром до 0,06; никель до 0,1: сера до 0,06; фосфор 0,05-0,1 и железо - остальное. Расход брике- та модификатора составляет 0,28% от массы расплава, а брикета 1 - 1,8% от массы расплавленного чугуна. Запивку чугуна проводят в сухие формы.

Как видно из табл.2, предлагаемый брикет для модифицирования чугуна обеспечивает более высокие упруго- пластические свойства чугуна. Экономический эффект достигается за счет снижения расхода модифицирующего брикета и повышения механических и эксплуатационнпгх свойств.

0

5

0

5

Формула изобретения

Брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминий, отличающийся тем, что, с целью повышения количества графитовых включений и упругопластических свойств чугуна, он дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и Ц1-1НК при следующем соотношении компонентов, мас.%: Силикобарий5-16

Железо-кремний- -магНИИ-кальциевая лигатура35-55

Карбиды кремния13-18

Бориды иттрия3-10

Цинк3-7

Стальная дробь2-10

Алюминий3-20

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии. С целью повышения упругопластических свойств обрабатываемого сплава брикет для модифицирования, содержащий силикобарий, стальную дробь, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и алюминий, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикобарий 5-16

лигатура ЖКМК 35-55

стальная дробь 2-10

карбиды кремния 3-18

бориды иттрия 3-10

цинк 3-7

алюминий 3-20. Брикет вводят в чугун в количестве 0,28% от массы расплава. 1 п.ф-лы, 2 табл.

Таблица 2